超临界流体染色(Supercritical Fluid Dying,简称“SFD”)是21世纪最具活力的绿色染色方法之一,文中首先综述了SFD工艺和装置的研究现状,归纳了SFD的参数,指出了SFD工艺和核心设备—染纱器所存的问题,并针对存在的问题,提出了染纱器的设计思想,介绍了染纱器结构的由来,并给出了连续式染纱器的设计方法。所设计的超临界流体染纱器功能齐全,集染色、清洗浮色于一体,不仅实现了均匀染色,而且实现了连续化操作,节约了资源,又减少了染色的时间,易于工业放大。通过归纳分析目前超临界流体染色工艺及所设计染纱器的特点,确定了动态染色工艺,给出了染色工艺参数,并给出了整套染色装置的设计方法,包括循环泵、加热器、冷却器和二氧化碳储罐等设备,确定了各设备的结构尺寸,并进行了强度校核计算。所确定的动态染色工艺可以涵盖目前市场上绝大多数的织物和纱线,实现了均匀染色。将流体穿过筒纱的模型简化为流体穿过多孔介质的二维轴对称模型,建立了纱仓流场数值模拟的计算模型,并利用FLUENT软件自带的多孔介质模型对纱仓流场进行了数值模拟,找出了影响纱仓流场的各个因素,确定了流体分布器的结构:开孔直径5mm、开孔率0.6。在流场模拟结果的基础上,将开孔均布的筒管改为轴向上开孔率不同的五段式筒管,并设计了正交试验,得到了最优的筒管开孔情况,即筒管各段的开孔率分别为0.5、0.1、0.3、0.1和0.4。所取得的模拟结果,为纱仓结构的优化提供了依据。